Line Differential Protection Scheme Modelling for Underground 420 kV Cable Systems

Based on the analysis of a specific relay model and an HVAC （high voltage alternating current） cable system, a detailed approach to EMTDC/PSCAD modelling of protective relays is presented. Such approach allows to create complex and accurate relay models derived from the original algorithms. Relay models can be applied with various systems, allowing to obtain the most optimal configuration of the protective relaying. The present paper describes modelling methodology on the basis of Siemens SIPROTEC 4 7SD522/610. Relay model was verified experimentally with its real equivalent by both EMTP-simulated and real world generated current signals connected to the relay.

埃及变电站二次设计特点分析及启示

依托南京南瑞继保电气有限公司实施的多个埃及变电站工程,分析整理埃及电网在二次回路、高压线路、主变、母线以及中压馈线保护方面的主要技术特点,同时与国内技术特点比对,对国内承接埃及二次设计工作提出了一些建议,为今后中国电力企业在埃及的电网项目建设提供重要技术参考。

输电线路突变量电流差动继电器

为提高突变量差动保护的性能,提出了全新的突变量差动保护方案,包括纯电流突变量差动继电器、不灵敏电流突变量差动继电器、灵敏电流突变量差动继电器和突变量零序电流差动继电器。该保护方案中利用递推傅里叶算法计算突变量,随故障后数据窗的移动自适应修改动作特性,提高继电器的动作速度;在制动量中引入灵敏系数,实时修正动作特性,提高区外短路时保护的可靠性和区内故障时的灵敏度;针对弱馈线路,设计了一种突变量差动阻抗继电器来开放突变量电流差动继电器。方案中的4个突变量继电器,在动作时间上形成了良好的反时限特性。动模试验结果表明本方案动作迅速,不受电压互感器(voltage transformer,VT)断线影响,且耐过渡电阻能力强。

复用通道误码和延时对线路纵差保护的影响

指出了通道误码是一个同通道长度相关的指标,分析了误码对线路纵差保护的影响,介绍了实际运行中必须解决的引起非随机误码的一些原因,并分析了通道双向延时不对称度对线路纵差保护正常运行的影响,指出用于线路纵差保护的复用通道双向路由必须一致。

用于同杆双回线保护的时域电容电流的分相补偿方法

分相电流差动保护常作为同杆双回线的主保护配置,但对于超高压及特高压远距离输电线路,分布电容电流将大到影响保护的可靠性和灵敏度。现有的电容电流补偿方法,都只补偿了单回线相间电容电流,没有考虑双回线线间电容电流的补偿,补偿效果有限。考虑了同杆双回线相间与线间的静电耦合,建立了相应∏模型等效电路,提出在时域中分相补偿电容电流的方法,不仅可以补偿相间电容电流,还可很好地补偿线间电容电流。EMTP仿真实验表明,新补偿法比原单回线的相量及时域补偿法具有更好的补偿效果,有效提高了同杆双回线上分相电流差动保护的灵敏度和可靠性,且新方法计算量小、不要求高采样率,无需引入另回线电流,适用于现有采样率不高、通道传输速率有限的继保装置中。

输电线纵联差动保护的新原理

提出了基于贝瑞隆模型的输电线路纵联保护的新原理,与传统的分相电流差动保护比较,该原理不受电容电流的影响,特别适用于超高压和特高压长线路。从原理上详细分析了它能更准确地区分线路内、外故障的原因。仿真结果表明分析是正确的,原理是可靠的。

T接线路行波差动保护

由于传统的行波差动保护无法应用于T接输电线路,文中研究了一种新的行波差流表达式,理论推导了其在区内故障时的差流特征。为有效躲过线路空充等各种运行工况和区外故障引起的暂态不平衡行波差流,引入电流行波制动量,提出一种具有轻微比例制动特性的行波差动保护实用方案,在区内高阻故障时能够保持很高的灵敏度。理论分析及EMTP仿真计算表明,该方案灵敏度高,动作速度快,对装置采样和通信速率没有过高的要求,能够在现有技术条件下实现,具有较高的实用价值。

超高压长线相量差动保护的研究

针对超高压长线电容电流对差动保护的影响 ,使用 EMTP分析、比较了普通相量差动保护和故障分量相量差动保护的动作特性。仿真结果表明 ,对于两端供电超高压长线 ,带电容补偿的故障分量相量差动保护具有明显地高灵敏度和选择性 ;仿真结果还显示 ,在单侧电源和空投于故障线路情况下 。

同塔四回输电线路双端故障测距实用算法

基于输电线路的分布式参数模型,提出了一种适用于同塔四回输电线路差动保护装置的故障测距新算法。该算法首先对输电线路参数进行相模变换,选取相互独立的双端同向正序故障分量,依据输电线路双端口理论建立故障测距方程,从而得出精确的故障距离。该算法原理简单,计算量小,避免了一般测距算法需要计算双曲函数、超越方程、牛顿迭代法和搜索法的复杂过程。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该算法测距精度较高,且不受故障距离、过渡电阻、故障类型和两侧电源功角差的影响,有很强的工程实用价值。

多端线路差动保护改进算法的研究

针对传统差动保护在T型以及多端线路保护中出现的问题,以两端输电线路纵向阻抗的计算方法为基础,提出了一种适用于多端线路差动保护的改进算法。所提算法以发生故障时线路各端电流故障分量的相量和作为动作量,以任意两端之间最大的电压故障分量差与该两端线路的串联正序阻抗比值作为制动量。同时,上述数据之间彼此独立且可以相互转化,确保了保护能够在系统正常运行的情况下准确区分出区内、区外故障。通过对三相输电线路合理的解耦算法,达到了消减相间电磁耦合的目的,使所提算法实现分相判别的功能。在EMTP软件中,建立了高压多端输电线路模型,仿真结果表明,所提算法具有良好的状态判别能力,整定简单、判别裕度大,可靠性高,同时能够有效抵御线路电容电流和电流互感器饱和所带来的影响,具有较好的工程推广前景。

特高压输电线分相电流相位差动保护的研究

针对传统相位差动纵联保护反应各种故障的灵敏度不同的缺点以及特高压输电线路的分布电容较大等特点,提出了基于贝瑞隆模型实现特高压输电线路分相相位差动纵联保护的新原理。介绍了利用贝瑞隆模型计算输电线路故障的方法,推导了实现分相相位差动纵联保护的判据及闭锁角的整定原则,综合分析了各种故障状态下保护的动作情况,解决了各种故障下的故障判别以及特高压线路上的大电容电流影响等问题。提出了用于故障后1～2个周波的基于电流故障分量的分相相位差动保护新原理,大大提高了保护承受过渡电阻的能力和动作速度。用ATP和Matlab仿真证明了该原理的正确性和用于特高压输电线的优越性。

新型数字线路电流差动保护原理及其应用

提出了研究线路电流差动保护的新概念:不局限于基尔霍夫定律,直接研究区内、外短路时线路两侧电流的关系。对于采样值突变量差动继电器,在以线路两侧电流为横、纵坐标的笛卡尔坐标系中研究;对于相电流突变量差动继电器,定义线路两侧电流的相量比,在电流复平面上研究;对于差动阻抗继电器,定义差动电压与差动电流的比,在阻抗复平面上研究。上述研究手段直观,得出的继电器动作区域性能优良,不需要补偿线路电容电流。

基于分布参数模型的T型输电线路电流差动保护新原理

在目前双端线路电流差动保护新研究成果基础上,提出一种基于分布参数模型的T型输电线路电流差动保护新原理,将原三端线路电流差动保护问题转化为2个原理相似的双端线路电流差动保护问题,并分析了这种转化的正确性。与传统T型线路全电流差动保护相比,新保护判据不受分布电容电流的影响,适用于T型高压输电线路。仿真结果表明了该判据的可行性和正确性。

同杆双回线的新型继电保护方案研究

指出了分相电流差动作为目前同杆双回线的首选主保护所存在的一系列问题,如通道故障时差动保护就要退出,互感对后备保护的影响等,提出新型的同杆双回线继电保护方案同杆并架双回线采用光纤通道,通道故障失去主保护,通过装置间的通信引入相邻线电流,采用横差解决主保护问题,并利用相邻线电流补偿解决互感对后备保护的影响。

基于Marti模型的电流差动保护原理

为解决特高压长线路上的电流差动保护易受分布电容电流影响的问题,提出了一种基于Marti模型的电流差动保护原理和判据。与基于贝瑞隆模型的差动保护相比,该原理考虑了线路参数的频变特性,使计算结果更加精确。在中国第1条交流特高压示范线路上的仿真结果表明,基于该原理差动保护的可靠性和灵敏度均有明显提高。

超(特)高压输电线路高速行波差动保护

提出了一种行波电流差动保护的新算法,首先利用形态学交替混合滤波器去除行波信号中的噪声,并提取方向电流行波波头对应的时间,然后计算从方向电流行波起始时间开始数十微秒内方向电流行波波形的积分值,将输电线路两端的同向电流行波积分值的差值作为行波电流差动保护的动作依据。当被保护线路外部短路故障时上述差值很小,而被保护线路内部短路故障时该差值很大,从而明显地区分出内部和外部故障。该算法由于只利用了行波起始部分数十微秒内的信号,其动作时间主要决定于线路两端的通信时间,因此一般动作时间只有几毫秒。分析和仿真表明该算法动作速度快、可靠性高,可以作为超(特)高压输电线路的主保护。

电力线路行波差动保护与电流差动保护的比较研究

线路电流差动保护的基础是线路的RL集中参数模型和电荷连续性。行波差动保护的基础是线路的分布参数模型和行波传输不变性。针对两类差动保护在电力线路上的应用进行了详细的理论和仿真对比研究。指出二者的根本区别在于行波差动保护考虑了线路的分布参数特性和空间传播特性,而电流差动保护把线路看成节点,完全忽略了分布参数特性和空间传播特性,差动电流是行波差动电流的退化形式。对于特高压长距离输电线路,行波差动保护相比于电流差动保护有明显的性能优势。对于高压和超高压输电线路,行波差动保护和电流差动保护性能无显著差别,电流差动保护可以胜任该类线路。

通道不对称时延对继电保护可靠性影响的量化分析

数字通道的不对称时延对线路电流差动保护具有不利的影响,其影响机理复杂、后果严重,有必要采用有效的方法对其进行分析,以提高继电保护的可靠性。首先,分析了线路电流差动的工作原理和动作判据;然后,针对不对称时延对继电保护可靠性的影响,确定了不同故障条件下的量化分析方法;最后,通过实例验证了该方法的可行性和正确性。研究结果表明,不对称时延对继电保护可靠性的影响与故障条件有显著相关性,这一结论对继电保护可靠性评估和通道优化具有工程参考价值。

基于双STC的低压线路保护装置的设计

目前市面上的低压线路微机继电保护装置,大部分都是采用DSP或ARM处理器,价格昂贵使其应用范围受到限制。随着单片机功能的强大,价格优势的凸显,设计了一款低成本简单的低压线路保护装置,解决当前存在的因低压线路微机继电保护装置价格昂贵而不能普及的问题。装置采用性价比较高的STC单片机,利用其自带的ADC并结合改进差分递推傅里叶算法,实现瞬时电流、限时电流速断保护,欠电压和过电压保护功能,同时可实时显示当前电网的电压、电流、有功功率和功率因数,并可通过RS485总线与上位机通信。本装置经现场测试,运行效果很好,完全满足低压线路保护的要求。

城轨交通中压双环网继电保护和自动装置配置

在分散式供电、中压双环网接线方式下,对继电保护和安全自动装置的设置进行分析,并说明电流速断、过电流和备自投装置的具体配合关系。